Kesselberechnung

  • Ich habe da eine Frage an die Experten
    Ich bin auf der Suche nach einer Berechnungsformel für die Leistungsberechnung eines Kessels.
    Es soll berechnet werden, wie viel Liter Wasser mein Kessel in der Stunde theoretisch verdampfen kann.
    Und dann bin ich noch auf der Suche nach einer Berechnungsformel für das Verhältnis :Kesselleistung zu Dampfmaschine. Grund der Frage: ist mein Kessel theoretisch von der Leistung stark genug für meine Dampfmaschine. Oder sind Bohrung und Hub zu groß Dimensioniert für die Leistung des Kessels.
    Wer kann helfen. Schon einmal ein Dankeschön im Voraus.

  • Hallo Andi

    Wir alle freuen uns über eine freudliche Anrede und einen Gruss zur Verabschiedung.

    Mit einer Berechnungsformel kann ich nicht dienen.
    Die benötigte Kesselleistung hängt aber viel weniger von deiner Dampfmaschine ab, als du denkst.
    Der Ausschlag gebende Faktor ist, was du alles ziehen willst.

    Ausserdem gibt es zum Glück einige Faktoren, mit denen die Kesselleistung nachträglich noch gesteigert werden kann: Überhitzer und höherer Betriebsdruck.

    Bei den in unserer Grösse gebräuchlichen Loks gibt es Prbleme mit der verfügbaren Leistung nur bei 3 1/2 Zoll und kleinen 5 Zoll Lokomotiven, besonders wenn der Rost winzig klein zwischen den Rahmenwangen eingezwägt wird.

    Schreib doch mal, welches Projekt dir vorschwebt, dann wird meine Empfehlung auch genauer.

    Mit freundlichen Grüßen

    Thomas

  • Lieber Thomas
    Das Projekt ist bereits abgeschlossen, aber es ergibt sich zuwenig Kesselleistung. Ich habe eine Rostfläche von 110 Cm2und eine Heizfläche von 1778cm2 , eine Bohrung von 35mm, Hub 57mm, 2 Zylinder.
    Keine Dampftrocknung. Jedoch bezieht sich meine Frage nicht auf die Leistungssteigerung des Kessels, sondern auf die errechnete Dampfleistung. Genau hier fehlen mir die Formeln um nachzurechnen.
    Wer kann helfen?

    Schöne Grüße

  • Hallo Andi

    Für die Berechnung der Verdampfungsleistung benötigst du die Heizfläche der Feuerbüchse und der Rohre (Wasserberührte Fläche).
    Zu deren Ermittlung addierst du die Heizfläche der Feuerbüchse mit 14% der Oberfläche der Rohre, weil die Feuerbüchsheizfläche 7mal wirksamer ist als die Rohrheizfläche.

    Diese Fläche in m2 wird mit der Verdampfungsleistung multipliziert.
    In unseren Grössen bei Stahlfeuerbüchsen etwa 50 Kg/m2/h , bei Kupfer 65 Kg/m2/h .
    In der Tabelle:
    http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj168/ar168024
    Suchst du das Dampfgewicht pro m3 bei deinem Kesseldruck und hast als Ergebnis die Dampfproduktion pro Stunde in Kg.

    Für eine aussagekräftige Berechnung brauchst du nun noch den Dampf Verbrauch.
    Der ermittelt sich aus dem Zylindervolumen x 4 x U/h.
    Dazu kommt noch der Zuschlag an Kondensationsverlusten, abhängig von dem Verlauf und der Isolierung deiner Dampfleitungen.

    mfg

    Thomas

  • Hi,
    Im "Handbuch Modelldampfmaschinen" findest Du ein ganzes Kapitel zur Kesselberechnung, falls die hier genannten Ausführungen nicht reichen.
    Versuche doch, einen "Überhitzer" bzw. Dampftrockner einzubauen.
    Das ganze Habe ich gestern mit einer Feuerspritze gemacht.
    Der Kessel konnte vorher den Druck kaum halten, Maschine lief sehr naß. Mit der Dampftrocknung, einer ca. 500mm langen Kupferrohrstrecke, läuft die Maschine ruhiger, der Kessel kommt jetzt locker mit dem Verbrauch der Maschine mit....

  • Hallo Thomas
    Bedeutet das für dich, dass du zur Heizfläche des Stehkessels nur 14% der Rohrheizfläche addierst und dann das deine Gesamtheizfläche ergibt? Oder habe ich deine Rechnung falsch verstanden?
    Schöne Grüße
    Andreas

  • Hallo Andreas

    Genau das habe ich gemeint.
    Die Rohre tragen nur zu einem so kleinen Teil zur Kesselleistung bei.
    Wenn du darüber genaueres wissen willst, empfehle ich dir das Baureihen Buch über die unselige Baureihe 45 aus dem EK-Verlag.
    Deren Kessel war mit seinen langen Rohren die schlechteste Konstruktion der DR und hat den langjährigen Dezernenten Wagner auch sein Amt gekostet.

    Das Gegenbeispiel sind die riesigen Beyer-Garrats, die aus einem vergleichsweise kleinen Kessel faktisch zwei komplette Lokomotiven betreiben. Sie erreichen das durch eine grosse Feuerbüchse mit grosser Verbrennungskammer und vergleichsweise kurzen Rohren, die eigentlich nur noch die Funktion der Halterung für die Überhitzerelemente haben.

    Mit freundlichen Grüßen

    Thomas

  • Hallo Thomas

    Was ist aber mit der Aussage, dass zwei Drittel im Stehkessel erzeugt wird und ein Drittel bei den Siederohren? Das würde ja einem Anteil von 33 % bedeuten und nicht nur 14 % ?
    Und gilt das gleichermaßen für das Vorbild und für die Modelle?
    Und wenn ich die Formel nur für den Stegkessel anwende komme ich nie auf die Werte die ich für meine Dampfmaschine brauchen würde?
    Ferner sind auch meine Siederohre aus Kupfer. Hat das eine besondere Auswirkung in deiner Berechnung? Der Rest ist aus Stahl.
    Auf welche Stundenleistung würdest du dann mit meiner Angabe kommen? Verhältnis 500 zu 1200cm2

    Schöne Grüße
    Andreas

  • Hallo Andreas

    Woher stammt denn die Aussage, das "ein Drittel" des Dampfes an den Rohren erzeugt werden?

    Das nimmt doch überhaupt keine Rücksicht auf deine aktuelle Konstruktion.

    Rauchrohre aus Kupfer sind sicher besser als welche aus Stahl. Das ändert aber nichts daran, das sie nur Kontakt mit den Rauchgasen haben aber keine Strahlungswärme mehr abbekommen.

    Die Berechnung der "Stundenleistung" ist doch verschwendete Zeit.

    Die einzige wichtige Grösse ist doch: Hast du beim Fahren genug Dampf oder nicht?

    Wenn ja, dann ist doch alles gut.
    Wenn nein, kennst du jemanden Erfahrenen in deinem Verein, der mit deiner Lok zurecht kommt?
    Ich lerne auch immer noch dazu!

    Eine Erprobte Methode zur Leistungssteigerung ist der Einbau eines Überhitzers.

    Mit freundlichen Grüßen

    Thomas